Пульсатор для вспомогательного кровообращения

Изобретение относится к области медицины, в частности к кардиологии, трансплантологии, и может быть использовано для лечения острой сердечной недостаточности, в частности, для вспомогательного кровообращения. В изобретении используется бесприводной генератор колебаний потока крови на основе двухступенчатой центробежной форсунки с регулируемой системой упругой емкости. Пульсирующий режим обеспечивается за счет проходных сечений пульсатора, выбранных таким образом, что при взаимодействии двух потоков на его выходе возникают пульсации давления и расхода, амплитуда и частота которых может регулироваться вспомогательной упругой емкостью. Пульсатор позволяет создать пульсации давления и расхода в широких диапазонах изменения давления и расхода без применения внешнего источника давления-вакуума. 2 ил.

 

Изобретение относится к области медицины, в частности к кардиохирургии, трансплантологии и вспомогательного кровообращения, и может быть применено для лечения острой сердечной недостаточности.

Известен пульсатор (бесклапанный насос) для вспомогательного кровообращения, подключенный к артериальной магистрали непульсирующего источника потока крови (В.И.Шумаков, В.Е.Толпекин, Т.А.Попов. Атлас вспомогательного кровообращения. - Алма-Ата: Гылый. 1992, стр.135, рис.209). В этом случае пульсации генерируются за счет изменения его проходного сечения при изменении давления внутри баллончика. Недостатком этого решения является маятникообразный поток крови, что приводит к травме крови, обязательное наличие сложных регулировочных устройств, а также источника давления и вакуума.

Технический результат изобретения состоит в уменьшении травмы крови и упрощении управления системой создания пульсирующего режима кровообращения, а также снижении затрат при эксплуатации аппарата и упрощении конструкции. Для этого использован пульсатор, состоящий из двухступенчатой центробежной форсунки с регулируемой системой упругости.

Система кровообращения выполнена и работает следующим образом (фиг.1). Центробежный насос 3 забирает кровь из левого желудочка 1 через входную магистраль 2. Поток за насосом в выходной магистрали 4 делится на два потока: большая часть потока через входной штуцер 5 поступает в двухступенчатую центробежную форсунку 7, а другая, меньшая часть потока (10-20)%, по магистрали 6 через кран 8 поступает в регулировочную емкость 9, а затем - в дополнительную магистраль 10, из которой через штуцер 11 в центробежную форсунку, где смешивается с основным потоком. Для изменения частоты пульсаций служит зажим 12, который поджимает регулировочную емкость 9, изменяя ее жесткость и, как следствие, частоту пульсаций. Суммарный поток через выходной штуцер 12 форсунки поступает в выходную магистраль 13, которая связана с аортой 14. Проходные сечения двухступенчатой форсунки спроектированы таким образом, что при взаимодействии двух потоков на ее выходе возникают пульсации давления и тока крови.

Двухступенчатая форсунка на расчетном режиме работы имеет участок с падающей расходной характеристикой, т.е. на этом участке расходной характеристики увеличение расхода в дополнительной магистрали (магистрали, в которой находится емкость с заданной упругостью) приводит к уменьшению давления перед форсункой и дальнейшему увеличению расхода, что в сочетании с имеющейся податливостью приводит к автоколебательному течению жидкости в дополнительной магистрали.

На фиг.2 показана двухступенчатая форсунка. Поток жидкости поступает из насоса через входной штуцер 5 к завихрителю 15. В завихрителе имеются тангенциальные каналы 16, по которым пульсирующая жидкость поступает в камеру закручивания 17, образованную завихрителем 15 и соплом 18. В камеру закручивания через штуцер 11 поступает также поток жидкости из дополнительной магистрали по щели 19 к камере закручивания, где смешивается с жидкостью, поступающей через тангенциальные каналы завихрителя. Оба жидкостных потока смешиваются в камере закручивания, образуя суммарный поток, истекающий через выходное сопло 20 в выходную магистраль. При смешении потока жидкости, идущего через дополнительную магистраль, с основным потоком, идущим от завихрителя, происходит изменение давления на жидкостном вихре в камере закручивания, которое совместно с имеющейся упругостью в дополнительной магистрали приводит к возникновению пульсирующего режима течения жидкости основного потока крови.

Пульсатор испытан на гидродинамическом стенде, имитирующем большой и малый круг кровообращения, при работе с центробежным непульсирующим бионасосом “Б” “Биопамп”.

Всего проведено 12 исследований.

При работе центрифужного бионасоса среднее давление на входе в магистрали составляло 10,7±0,4 мм рт.ст., на выходе - 75,3±1,7 мм рт.ст. при расходе 5,0 л/мин.

Установка на выходе бионасоса предложенного пульсатора позволила получить пульсацию давления в среднем 26,3±0,8 мм рт.ст., среднее давление в выходной магистрали при этом 103,9±3,1 мм рт.ст.

При использовании известного пульсатора в этих условиях среднее давление в выходной магистрали составляло 86,2±2,3 мм рт.ст.

Пульсатор для вспомогательного кровообращения, включающий пульсирующий источник потока крови и включенное в артериальную магистраль пульсирующее устройство, отличающийся тем, что в качестве пульсирующего устройства использован бесприводный генератор колебаний потока крови в виде двухступенчатой жидкостной центробежной форсунки и связанной с ней регулировочной упругой емкости для изменения пульсаций тока крови, при этом бесприводный генератор колебаний потока крови подключен к выходной магистрали непульсирующего источника потока крови.